オートクレーブとは？原理や使用手順・注意点・選び方を徹底解説

オートクレーブは、高温高圧の水蒸気を利用して、医療器具や実験器具などを滅菌するための装置のことです。日本語では「高圧蒸気滅菌器」とも呼ばれます。

例えば、医療現場や研究室では、再利用する器具を安全に使うために、オートクレーブが欠かせません。手術で使うメスやピンセット、微生物を培養するシャーレなどが、オートクレーブによってしっかりと滅菌されています。

当記事では、オートクレーブの原理から選び方まで、分かりやすく解説します。

1.　オートクレーブとは

オートクレーブは、飽和蒸気を用いて高温高圧状態を作り出し、微生物を滅菌する装置です。「高圧蒸気滅菌器」とも呼ばれ、医療現場やバイオ系の実験室において、器具や培地、試薬などの滅菌に広く利用されています。

オートクレーブの基本的な原理は、家庭で使われる圧力鍋と同様です。圧力を加えることで、通常100℃で沸騰する水の沸点を上昇させ、より高温の状態を作り出すことで滅菌力を高めます。

オートクレーブという名称は、フランス語の「autoclave」に由来し、「自己閉鎖するもの」という意味があります。

1-1.　オートクレーブの原理と仕組み

オートクレーブは、飽和蒸気を利用して滅菌を行います。水は大気圧下では100℃で沸騰しますが、圧力を加えると沸点が上昇します。例えば、2気圧の圧力下では、水の沸点は約121℃に達します。オートクレーブはこの原理を利用し、加圧によってより高い温度で水を沸騰させることで、高いエネルギーを持つ飽和蒸気を生成します。

飽和蒸気は空気よりも熱伝導率が高く、物質の表面から内部まで均一に熱を伝えることができるため、短時間で効率的な滅菌が可能です。また、高圧下では高温でも水が液体の状態を保てるため、水分を含む培地や試薬なども滅菌することができます。さらに、加熱後に蒸気は水に戻るため、滅菌対象物に有害な残留物が残る心配もありません。

1-2.　滅菌・殺菌・除菌の違い

微生物に関する用語として、「滅菌」「殺菌」「除菌」などがありますが、これらはそれぞれ意味合いが異なります。

2.　オートクレーブを使った滅菌の手順

オートクレーブを使った滅菌の具体的な手順は以下の通りです。ただし、機種によって操作方法が異なる場合があるので、必ず使用するオートクレーブの取扱説明書を確認してください。

2-1.　オートクレーブを利用するときの注意点

オートクレーブを安全に利用するために、以下のような注意点を守りましょう。

他にも、加熱中はオートクレーブの外部も高温になるため、触れないように注意が必要です。注意点はこれ以外にも多数あるので、必ず取扱説明書を確認してください。

3.　オートクレーブ以外の滅菌の種類

オートクレーブによる高圧蒸気滅菌は有効な方法ですが、対象物の材質や特性によっては、他の滅菌方法を選択する必要があります。代表的な滅菌方法としては、以下のものがあります。

4.　オートクレーブの選び方

適切なオートクレーブを選ぶためには、まず、何を滅菌したいのかを明確にすることが重要です。滅菌対象物の種類（医療器具・実験器具・培地など）や材質・形状・大きさを考慮し、オートクレーブ滅菌が適しているかを確認する必要があります。医療現場で使用する場合は、医療機器としての販売許可が義務付けられているなどの法規制も確認が必要です。

また、一度にどれくらいの量のものを滅菌したいかを考慮して、適切な容量のオートクレーブを選びましょう。実験用オートクレーブには、10L程度の小型卓上タイプから120Lを超える大型のものまで、さまざまな容量のラインナップがあります。

滅菌したい器具の素材や種類によって、必要な滅菌温度と時間は異なります。機種によっては、あらかじめ温度や時間がプログラムされているものや、幅広い温度設定が可能なものがあります。複数の異なる種類のものを滅菌する場合は、柔軟に条件設定ができるオートクレーブがおすすめです。

まとめ

オートクレーブの基本的な内部構造は、耐圧性の容器と、水を加熱するためのヒーター、滅菌する物品を置くための穴あき円盤状のスノコで構成されています。ヒーターによって水が加熱され、圧力が加わることで100℃以上の飽和蒸気が発生します。

オートクレーブにかける際には、その物品がオートクレーブに適している素材でできているか、適切な前処理（洗浄・包装など）がされているかを確認することが重要です。また、オートクレーブの機種や滅菌物の種類によって、適切な温度・圧力・時間の設定が異なるので、取扱説明書を必ず確認してください。